Nanopartikel (NPs) sind in verschiedenen Bereichen wie Photochemie, Elektrochemie und Katalyse von großer Bedeutung. Obwohl zahlreiche Studien zur Redoxchemie und Elektrochemie von NPs veröffentlicht wurden, sind die Dynamik und Kinetik einzelner NPs an Elektrodenoberflächen bislang noch wenig bekannt. Zur besseren Klärung wurde in dieser Arbeit die elektrochemische Reaktivität von lumineszierenden NPs auf einer Platin-Mikroelektroden-Oberfläche unter Verwendung von Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie untersucht. Einzelne CdSe / CdS-QDs mit negativer Oberflächenladung und Ag-Au-NPs mit Cytidinhülle wurden als Beispiele für Halbleiter- bzw. fluoreszierende metallische NPs verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass QDs in wässriger Lösung irreversibel oxidiert werden. Die Korrelationszeit und die durchschnittliche Anzahl der aus FCS gewonnenen Partikel legen jedoch nahe, dass die QDs bei einer einzigen Kollision ihre Emissionseigenschaften nicht verlieren und von der Elektrodenoberfläche desorbieren, ohne signifikant zersetzt zu werden.
Nanoparticles (NPs) are very important in various fields like photochemistry, electrochemistry, and catalysis. Although numerous studies have been reported on the redox chemistry and electrochemistry of NPs, the dynamics and kinetics of individual NPs at electrode surfaces are still poorly understood to date. For more clarification, the electrochemical reactivity of luminescent NPs has been investigated in this work on a platinum microelectrode (ME) surface using fluorescence correlation spectroscopy (FCS). Single CdSe/CdS QDs with negative surface charge and Ag-Au NPs with cytidine shell were used as examples for semiconductor and fluorescent metallic NPs, respectively. The results show that QDs are irreversibly oxidized in aqueous solution. However, the correlation time and average number of particles retrieved from FCS suggest that the QDs do not lose their emissive properties in a single collision and desorb from the electrode surface without being decomposed significantly.
Nanopartikel (NPs) sind in verschiedenen Bereichen wie Photochemie, Elektrochemie und Katalyse von großer Bedeutung. Obwohl zahlreiche Studien zur Redoxchemie und Elektrochemie von NPs veröffentlicht wurden, sind die Dynamik und Kinetik einzelner NPs an Elektrodenoberflächen bislang noch wenig bekannt. Zur besseren Klärung wurde in dieser Arbeit die elektrochemische Reaktivität von lumineszierenden NPs auf einer Platin-Mikroelektroden-Oberfläche unter Verwendung von Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie untersucht. Einzelne CdSe / CdS-QDs mit negativer Oberflächenladung und Ag-Au-NPs mit Cytidinhülle wurden als Beispiele für Halbleiter- bzw. fluoreszierende metallische NPs verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass QDs in wässriger Lösung irreversibel oxidiert werden. Die Korrelationszeit und die durchschnittliche Anzahl der aus FCS gewonnenen Partikel legen jedoch nahe, dass die QDs bei einer einzigen Kollision ihre Emissionseigenschaften nicht verlieren und von der Elektrodenoberfläche desorbieren, ohne signifikant zersetzt zu werden.
Nanoparticles (NPs) are very important in various fields like photochemistry, electrochemistry, and catalysis. Although numerous studies have been reported on the redox chemistry and electrochemistry of NPs, the dynamics and kinetics of individual NPs at electrode surfaces are still poorly understood to date. For more clarification, the electrochemical reactivity of luminescent NPs has been investigated in this work on a platinum microelectrode (ME) surface using fluorescence correlation spectroscopy (FCS). Single CdSe/CdS QDs with negative surface charge and Ag-Au NPs with cytidine shell were used as examples for semiconductor and fluorescent metallic NPs, respectively. The results show that QDs are irreversibly oxidized in aqueous solution. However, the correlation time and average number of particles retrieved from FCS suggest that the QDs do not lose their emissive properties in a single collision and desorb from the electrode surface without being decomposed significantly.
von Dege Li ; Yi Cao ; Hang Dong ; Xinlei Wu ; Qiang Sun ; Chi Ma ; Bingfang Huang ; Shokoufeh Rastgar ; Gunther Wittstock ; Yonghong Liu ; Yanzhen Zhang
In dieser Arbeit wurde die Geschwindigkeitskonstante kox der Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle (DSSCs) der Farb-stoff-regeneration mit Hilfe der elektrochemischen Rastermikroskopie (SECM) be-stimmt. Die experimentellen Daten wurden auf Basis eines literaturbekannten Modells finiter Reaktionskinetik analysiert, fur die Halbleiter ZnO und TiO2. Um den Einfluss der Massentransport-Limitation durch den Mediator zu bestimmen, die Regenerationskonstante kox wurde sowohl für sterisch gehinderte Mediatoren, wie [Co(bpy)3]2+/3+ als auch der sterischen Hinderung des Farbstoffmoleküls auf kox bewertet werden. Unter anderem wurde eine Erhöhung von kox beobachtet, wenn die Photoanoden passiviert und dem Elektrolyten Additive zur Verbesserung der Ladungstrennung zugesetzt wurden.
In this work, the dye-regeneration rate constant kox on photoanodes for dye-sensitized solar cells (DSSCs) was determined by means of scanning electrochemical microscopy (SECM). The experimental SECM data were analyzed with a model for finite kinetic reactions on ZnO and TiO2 semiconductors of variable thickness. The influence on the mediator mass transport limitation on the kox was calculated for sterically hindered mediators like the cobalt-base bipyridine complex [Co(bpy)3]2+/3+ and for dye molecules with steric hindrance. Among other aspects, the kox appeared to be enhanced by passivating the photoanodes and by introducing electrolyte additives that improve charge separation.